Расчет фундамент стаканного типа под колонны.

Определение нагрузок и усилий

За расчетный участок принимаем стену длиной L=6м, равную расстоянию между прогонами перекрытий. Нагрузку на 1 м длины стены от междуэтажных перекрытий собираем с площади

А= 1* L/2=1*5,8/2=2,9м2 .

Нагрузка от покрытия (согласно таблице ) :

постоянная – нормативная g1n= 8557 Н/м2 ,

расчетная g1 = 9426 Н/м2 ;

временная (снеговая) – кратковременная нормативная pn1cd = 300Н/м2, длительная нормативная pn1ld = 700 Н/м2 ;

расчетная кратковременная p1cd = 390 Н/м2

длительная p1ld = 910 Н/м2 .

Нагрузка от междуэтажных перекрытий (согласно таблице ):

постоянная – нормативная g2n= 3606 Н/м2 ,

расчетная g2= 3976 Н/м2;

временная-длительная нормативная pn2ld = 1400 Н/м2 ,

кратковременная нормативная pn2сd = 600 Н/м2 ,

расчетная длительная p2ld = 1820 Н/м2

кратковременная p2сd = 780 Н/м2 .

Согласно расчету принимаем конструкцию стены:

кладка из силикатного кирпича толщиной 640 мм и штукатурка из цементно- песчаного раствора толщиной 20 мм(640+20+20)=680 мм = 0,68 м

1. Нагрузка от колонны:

N1n= N1+N2= 10,8+13,6=24,4 кН/м.

2. Нагрузка от стены: стена от отметки ±0,0 до отметки 6,36 за вычетом оконных проемов

N2n = h*ρ*H*(1-k0) = 0,68*18000*6,36* 0,32= 24910Н/м

где, коэффициент k0 учитывает количество оконных проемов в пределах этажа:

k0 = А0w / Аw = 2,16*5,14/ (2,7*6 ) =11,1/16,2 =0,68

здесь А0w - площадь оконного проема :

А0w=hэтпроем=(2,7-0,9+0,36)*(6,0-0,86)=2,16*5,14 (м²)

Аw - площадь простенка:

Аw= hэт*L=2,7*6,0 (м²)

3. Вес оконного остекления на ℓ =1м, считая вес его около 500 Н/м2 ,

N3n = ℓ*H *k0 *500 = 1*6,36*0,68*500 = 2162 Н/м;

4.Вес подземной части стены из крупных бетонных блоков

N4n = hHρ = 0,6*2,7*24000 = 38880 Н/м,

где в формулах плотность ρ- бетонных блоков дана в Н/ м3

h- высота блока (ФБС 24.6.6т).

5.Подсчет суммарной нагрузки на 1 м стены:

нормативная

Nn = (q1n+q2nnp+p1n+p2np)A+ N1n+N2n+N3n+N4n= =(8,557+3,606*1+0,64+1,87*1) *2,9+24,4+24,910+2,162+38,880=132,9 кН/м,

где np = 1-число междуэтажных перекрытий:

p1n = pncd φ2 + p1cd φ1 = 0,3*0,9+ 0,39*0,95=0,64 кН/м2 ;

p2n = p nd φ2 + p n 2ld φ1 = 0,6*0,9+1,4*0,95= 1,87 кН/м2 ;

здесь φ1 = 0,95- для длительной нагрузки и φ2 = 0,9 – для кратковременной нагрузки, так как учитываются две кратковременные нагрузки( согласно n.112. СНиП).

6. Расчетная

N=(9,426+3,976*1+1,21+2,43*1)*2,9+24,4*1,1+24,910*1,1+2,162*1,1+38,88*1,1=145,3 кН/м

где

p1 = 390*0,9+910*0,95=1215,5 Н/м2 = 1,21 кН/м2 ;

p2 = 780*0,9+1820*0,95 = 2431 Н/м2 = 2,43 кН/м2 ;

Определения ширины подошвы фундаментных блоков

Принимаем расположение блоков в плане вплотную один к другому. Расчетное сопротивление грунта принимаем R0 = 0,25 МПа.

При длине блока-L=1м, требуемая ширина – b с учетом γn = 0,95

b = Nn * γn / (100*( R0 - γmf*d)) = 132900*0,95/(100*(25-0,02*270))= 64,41см, где

R0 =25 Н/см2 ;

γmf = 20 кН/м3 = 0,02 Н/см3 ;

d=2,7м=270 см глубина заложения фундамента

принимаем b=100 см, кратно 200 мм,

Расчет площади сечения арматуры ленточного фундамента

Прочность фундамента рассчитывают только в поперечном направлении. Изгибающий момент в консоли у грани стены от расчетных нагрузок

N = 160,7 кН/м; При осевом нагружении, площадь сечения арматуры определяют по изгибающему моменту в сечении у грани стены по формуле:

М= р*с²/2=138*0,2²/2 =2,765кН/м,

где с– вылет консоли, с= (b-0,6)/2=(1 -0,6)/2=0,2м=200см

с
p-давление грунта на единицу площади подошвы фундамента:

р= N γn / (L*b) = 145,3*0,95 / (1*1) =138кН/м²= 0,138мПа<Ro=0,25мПа

Минимальная рабочая высота фундаментного блока

h = с*р/(φb2*Rbt* γb2* L )= 0,2(100) *2300/ (0,6*0,85*(100) *0,9*100)= 18400/ 3780 = 10,02 см,

10 АII
где p= 2300Н/см² b2 =0,6 коэффицент учета всех нагрузок (для тяж. бетона=0,6 ). Rbt = 0,85МПа,назначаем окончательно h =10 см и h0 =10-3,5=6,5 см.

Площадь сечения арматуры

As= M/ (0,9 h0 Rs) = 2,76*105 / (0,9*6,5*280*100) = 1,82см2 .

Принимаем рекомендуемый минимальный шаг стержней 200 мм, тогда по длине блока в 1 м укладывают 4 Ø 10 АII, As=3,14см2.

Процент армирования

μ= (As / L*h0 )*100 = 3,14*100/ 100*6,5 = 0,48% > μ min = 0,1%.

Условия соблюдается.

Расчет фундамент стаканного типа под колонны.

Сечение колонн предварительно принимаем bc * hc = 400 * 400 мм.

Расчетная длина колоны в первом-втором этаже равна высоте этажа Ɩ0 = Hf = 2,7 м, а для первого этажа с учетом некоторого защемления, колонны в фундаменте Ɩ0 = 0,7 Н1 =0,7 *2,7 = 1,89 м.

Собственный расчетный вес колонн на один этаж:

во 2-ом этаже:

Gc2 = bc * hc *Hf * ρ * γf = 0,4*0,4*2,7*25*1,1 = 11,8 кН.

в 1-ом этаже:

Gc1 = bc * hc( Hf + b) ρ * γf = 0,4*0,4(2,7+1,89)25*1,1 =20,2 кН.

Собственный вес 2-х этажей = 11,8+20,2= 32 кН.

Рассчитать и спроектировать фундамент колонны среднего ряда сечением 40х40 см. Бетон фундамента - класса B15, с Rb = 8,5 МПа, Rbt = 0,75 МПа,

γb2 =0,9. Рабочая арматура - класса A-III с Rs = 280 МПа; конструктивное армирование - арматура класса А-1.

Расчетные комбинации усилий в колонне у заделки в фундамент следующие:

1) N1 = Gc1 =20,2 кН, М1 = 577 кН*м, эксцентриситет е = М/N = 28,6 см;

2) N2 = Gc2 =11,8 кН, М2 = 210 кН*м, эксцентриситет е = М/N = 17,8 см;

Нормативная нагрузка Nn = Nlfm = 787/1,15 = 684кН, где γfm = 1,15 - усредненный коэффициент надежности по нагрузке.

Площадь сечения арматуры подошвы квадратного фундамента находят из расчета фундамента на изгиб:

М1 = 0,125*Rs (a - hc)2 *b= 0,125 * 280*100 (150 - 40) *150 = 577 кН*м.

М2 = 0,125*Rs (a - a1)2 *b = 0,125 * 280*100 (150 - 110) *150 = 210 кН*м.

Грунт основания - маловлажные пески плотности с R0 = 0,3 МПа. Глубина заложения фундамента 2,86; масса единицы объема бетона фундамента и грунта на его обрезах - γmt = 20 кН/м3.

Требуемая площадь подошвы фундамента

Af cal = Nn/(R0 - γmt*H1) = 684000/(0,3*106 - (20*2,86)*103)= 2,8 м2.

Размер стороны квадратной подошвы а =√ Af cal = √2,8 = 1,67м. Принимаем размер а = 1,5 м (кратный 0,3 м).

Давление на грунт

ρ`s = N/A = 787/1,5*1,5 = 350 кН/м2 = 35Н/см2;

Рабочая высота фундамента из условия продавливания

h0 = (0,4 + 0,4) /4+0,5 √684/0,9*0,75*103+350 = 0,61м.

Полная высота фундамента устанавливается из условий : продавливания Н= 61+4 = 65 см; заделки колонный в фундаменте

Н = 1,5hcal +25 = 1,5*40+25= 85 см; анкеровки продольной арматуры колонны Ø 28 А-III в бетоне колонны класса В20.

Н= 30d +25 = 30 * 2,8 + 25 = 109 см.

Принимаем трехступенчатый фундамент высотой 110 см, h0 = 110 - 4 =106 см; высоту каждой ступени принимаем по 30 см; толщину дна стакана 20+5=25см; высоту первой и второй ступеней по 35 см, третьей - 40 см.

Проверяем рабочую высоту нижней ступени фундамента h01 = 30-4 = 26 см по условию прочности на поперечную силу без поперечного армирования в наклонном сечении:

h01 = 35 > 0,5( а - hc - 2h0 ) ρ`s/ (k1b2*Rbt) = 0,5 ( 300-30-2*106) * 35/(0,6 * 0,9 * 0,75*102) = 25,06 см

Условия прочности удовлетворяются.

Наши рекомендации